本发明涉及半导体仿真，具体而言，涉及一种基于掺杂效应的sic材料精确迁移率确定方法及系统。
背景技术：
1、随着科技的飞速发展，半导体成为了人们生活中不可或缺的一部分。基于硅si的电子器件自二十世纪六十年代开始发展，目前技术相对成熟，但面对需求的日益提升，si材料受其禁带宽度大小的影响，器件性能遭遇瓶颈。目前，基于碳化硅sic材料的第三代半导体拥有更大的禁带宽度，约为si材料的三倍，因此具有相比si材料更大的应用潜力。
2、在sic材料中，杂质离子的浓度会影响器件的迁移率大小，同时，在不同温度下，杂质离子的浓度对器件的迁移率大小的影响程度也不同。在sic器件仿真的过程中，迁移率模型的准确性会严重影响器件仿真的可靠性。目前，基于掺杂效应的sic材料迁移率模型由caughey-thomas近似演化而来。
3、sic材料由于其特殊的化合物晶格结构，导致了相对硅材料更复杂的物理机制和载流子散射机制，载流子对杂质离子发生散射的影响程度也受到温度的影响，现有技术中的sic材料迁移率模型存在较大误差。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明实施例提供了一种基于掺杂效应的sic材料精确迁移率确定方法，所述方法包括：获取基于掺杂效应的sic材料的掺杂浓度参数及温度参数；将所述掺杂浓度参数及所述温度参数输入预先训练的改进caughey-thomas迁移率模型，仿真得到所述sic材料迁移率；其中，改进caughey-thomas迁移率模型的表达式如下：
2、
3、其中，为迁移率，ni表示总掺杂浓度，αn,p、βn,p、γn,p、θn,p均为拟合参数，t表示温度。
4、可选地，所述改进caughey-thomas迁移率模型的参数拟合过程如下：
5、基于caughey-thomas近似得到的迁移率模型表达式如下：
6、
7、其中，为迁移率，ni表示总掺杂浓度，δn,p为拟合参数；根据不同温度下的实验数据，拟合公式1中的δn,p四个参数，得到各参数与温度之间的关系；根据以下代换表达式进行参数拟合，得到改进caughey-thomas迁移率模型表达式的参数αn,p、βn,p、γn,p、θn,p，代换表达式如下：
8、
9、
10、
11、
12、可选地，所述参数δn,p采用基于牛顿迭代法的最小二乘法进行拟合。
13、可选地，假设目前已有n组相同温度，不同掺杂浓度情况下的迁移率实验值，拟合问题转化为求解以下方程组：
14、
15、其中，ni表示实验中其中一组掺杂浓度数据，μi表示对应掺杂浓度的迁移率实验值。
16、可选地，拟合方法如下：设定目标函数，表达式如下：
17、
18、其中，x表示待拟合参数的组合，目标为求解f(x)的最小值；
19、对目标函数做二阶泰勒展开，表达式如下：
20、
21、其中，j(x)表示f(x)的一阶雅可比矩阵，h(x)表示f(x)的二阶黑塞矩阵；
22、根据二阶展开的目标函数，关于δx增量方程可以写为：
23、
24、求增量方程关于δx的一阶导，并令其等于0，得到线性方程，表达式如
25、下：
26、j(x)+h(x)δx＝0
27、求解上述线性方程，得到δx；
28、重复上述步骤，x更新为(x+δx)，直到δx小于设定的阈值，迭代结束。
29、可选地，重复在不同温度下拟合数据，得到多组参数与不同温度的关系。
30、本发明实施例提供一种基于掺杂效应的sic材料精确迁移率确定系统，所述系统包括：获取模块，用于获取基于掺杂效应的sic材料的掺杂浓度参数及温度参数；确定模块，用于将所述掺杂浓度参数及所述温度参数输入预先训练的改进caughey-thomas迁移率模型，仿真得到所述sic材料迁移率；其中，改进caughey-thomas迁移率模型的表达式如下：
31、
32、其中，为迁移率，ni表示总掺杂浓度，αn,p、βn,p、γn,p、θn,p均为拟合参数。
33、可选地，所述改进caughey-thomas迁移率模型的参数拟合过程如下：
34、基于caughey-thomas近似得到的迁移率模型表达式如下：
35、
36、其中，为迁移率，ni表示总掺杂浓度，δn,p为拟合参数；
37、根据不同温度下的实验数据，拟合公式1中的δn,p四个参数，得到各参数与温度之间的关系；
38、根据以下代换表达式进行参数拟合，得到改进caughey-thomas迁移率模型表达式的参数αn,p、βn,p、γn,p、θn,p，代换表达式如下：
39、
40、
41、
42、
43、可选地，所述参数δn,p采用基于牛顿迭代法的最小二乘法进行拟合。
44、可选地，假设目前已有n组相同温度，不同掺杂浓度情况下的迁移率实验值，拟合问题转化为求解以下方程组：
45、
46、其中，ni表示实验中其中一组掺杂浓度数据，μi表示对应掺杂浓度的迁移率实验值。
47、本发明实施例提供的基于掺杂效应的sic材料精确迁移率确定方法及系统，考虑了sic材料的特殊物理机制，引入温度对载流子受到杂质离子发生散射程度的影响，提高了模型对sic材料迁移率仿真的准确性；以及，更新了模型参数，提高了仿真中sic材料迁移率的精确性，提高了sic器件仿真的可靠性。
1.一种基于掺杂效应的sic材料精确迁移率确定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述改进caughey-thomas迁移率模型的参数拟合过程如下：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参数δn,p采用基于牛顿迭代法的最小二乘法进行拟合。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，假设目前已有n组相同温度，不同掺杂浓度情况下的迁移率实验值，拟合问题转化为求解以下方程组：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，拟合方法如下：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，重复在不同温度下拟合数据，得到多组参数与不同温度的关系。
7.一种基于掺杂效应的sic材料精确迁移率确定系统，其特征在于，所述系统包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述改进caughey-thomas迁移率模型的参数拟合过程如下：
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述参数δn,p采用基于牛顿迭代法的最小二乘法进行拟合。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，假设目前已有n组相同温度，不同掺杂浓度情况下的迁移率实验值，拟合问题转化为求解以下方程组：
